De la-homogeneïtzació d'alta cisalla al molí col·loide: característiques reològiques de cisallament emulsionant de PGPR i DMG en sistemes d'amaniment d'amanides en fase interna alta-en-oli (W/O)

Emulsions d'aigua de fase interna alta-en-oli (W/O), amb fraccions de volum de fase disperses φₒ superiors o iguals a 0,74, constitueixen la base estructural dels amaniments d'amanides, alternatives a la maionesa i untars baixos en greixos-. Tanmateix, la seva preparació industrial s'enfronta a un dilema de processament fonamental: com les diferències intrínseques en l'entrada d'energia entre l'alta-homogeneïtzació de cisalla i la mòlta col·loïdal-les dues tecnologies d'emulsificació predominants- coincideixen amb la cinètica d'adsorció interfacial i el comportament-de construcció de xarxa dels emulsionants que determinen directament l'estabilitat de l'emulsionament i la qualitat de l'emulsionament. Aquest article analitza sistemàticament el comportament interfacial diferenciat i les característiques de resposta{10}}de cisalla del poliricinoleat de poliglicerol (PGPR) i dels monoglicèrids destil·lats (DMG) en aquests sistemes des d'una perspectiva unificada de la reologia del cisallament emulsionant. El PGPR, amb les seves cues hidròfobes d'àcid ricinoleic ramificat i els seus grups de capçal flexibles de poliglicerol, assoleix ràpidament l'equilibri d'adsorció a la interfície d'oli-aigua i forma una pel·lícula interfacial d'alt mòdul viscoelàstic de dilatació, però presenta una feble dependència de la història de cisalla. DMG, en canvi, construeix un esquelet de xarxa de cristalls de greix amb propietats de recuperació tixotròpiques mitjançant la nucleació in situ i l'ompliment espacial de cristalls de greix a la interfície i en la fase contínua, però la seva cinètica interfacial és lenta i depèn fortament de l'historial de refredament acoblat{14}. La sinergia d'aquests dos emulsionants no és només un aparellament complementari de valors HLB, sinó més aviat la formació d'una estructura d'estabilització dual-"pel·lícula interfacial PGPR (pel·lícula elàstica) + xarxa de cristalls DMG (esquelet de plàstic)"-dins del camp de flux de cisalla. El primer dota a les gotes de capacitat anti-coalescència, mentre que el segon imparteix capacitat anti-de sedimentació i recuperació tixotròpica al sistema a granel. Aquest article construeix a més un diagrama de fase de cisalla emulsionant utilitzant la densitat d'energia (Eᵥ) i l'energia de cisalla específica (SBE) com a paràmetres duals, revelant els límits aplicables i les relacions complementàries entre l'homogeneïtzació de cisalla alta (Eᵥ alt, temps de residència curt) i el fresat col·loïdal (temps de residència moderat, el camp de flux d'extensió) llarg {24} aquest sistema, proporcionant així una base teòrica per a la selecció d'equips, el disseny de processos i l'optimització de la formulació en la producció industrial d'amaniments d'amanides W/O d'alta fase interna.

Les emulsions de fase interna alta (HIPE) solen referir-se a sistemes d'emulsió en què la fracció de volum de fase dispersa (φ) supera 0,74-el límit teòric per a l'empaquetament tancat aleatori d'esferes rígides uniformes. Més enllà d'aquesta fracció de volum, les gotes de fase disperses ja no són unitats esfèriques separades mútuament, sinó que es comprimeixen i es deformen en morfologies polièdriques, amb gotes adjacents separades només per una pel·lícula molt prima de la fase contínua. Aquesta geometria microestructural única imparteix un conjunt de característiques reològiques no-newtonianes-estrès de fluència, comportament d'aprimament de cisalla- i resposta viscoelàstica-semblant a sòlid-fa que les HIPEs són les plantilles estructurals ideals per a productes alimentaris semi{{9}sòlids, com ara maionesa, maionesa i amanida baixa.

Dins de la família més àmplia d'HIPE, les emulsions d'aigua-en-oli (W/O) d'alta fase interna ocupen una posició diferent. A diferència dels HIPE O/W més freqüents, les emulsions d'O/W utilitzen aigua com a fase dispersa i oli com a fase contínua. A la indústria alimentària, aquesta configuració estructural d'"aigua-en{-oli" s'alinea bé amb les demandes sensorials dels amaniments i els untables d'amanides: la fase d'oli contínua ofereix una sensació en boca rica i-con cos i un alliberament de sabor sostingut, mentre que les gotes d'aigua disperses aporten una capacitat tàctil refrescant i una capacitat tàctil refrescant en la formulacions. Tanmateix, la preparació d'emulsions de fase interna alta W/O és considerablement més difícil que les seves contraparts O/W. Aquesta dificultat sorgeix de dos factors principals: les emulsions W/O són ​​sistemes inherentment inestables termodinàmicament, i la fracció de gran volum de gotes aquoses comprimeix les distàncies entre gotes a nivells sub-microns, augmentant dràsticament la força motriu de la coalescència. A més, els emulsionants W/O de grau-alimentari no només tenen una varietat limitada, sinó que són predominantment tensioactius de molècules petites- amb una resistència de pel·lícula interfacial modesta, cosa que fa que l'estabilitat a llarg termini-en condicions de fase interna elevada sigui difícil d'aconseguir.

En aquest context, dos emulsionants no -alimentaris-de qualitat-poliricinoleat de poliglicerol (PGPR) i monoglicèrids destil·lats (DMG)- han sorgit com una combinació ideal per construir emulsions estables de fase interna alta W/O, a causa del seu comportament interfacial de posició complementària i funció complementària. El PGPR és un dels emulsionants W/O més importants de la indústria alimentària, sintetitzat mitjançant l'esterificació de glicerol polimeritzat amb àcid ricinoleic condensat. Posseeix cues hidròfobes molt ramificades i una àmplia distribució de grups de cap hidròfils. Els estudis han demostrat que el PGPR assoleix ràpidament l'equilibri d'adsorció a la interfície d'aigua-oli, amb la seva estructura de cadena-ramificada que dota a la pel·lícula interfacial d'un mòdul viscoelàstic de dilatació interfacial elevat capaç de resistir eficaçment la deformació de la pel·lícula interfacial causada per la coalescència de l'emulsió. A una concentració de PGPR del 4% i fraccions de volum d'oli del 0,7 al 0,8, les emulsions W/O resultants presenten un comportament reològic dominant d'aprimament de cisalla-i elàstic-, amb percentatges de recuperació tixotròpica del 131,26% i 114,56%, respectivament.

DMG representa un mecanisme d'estabilització completament diferent. Com a monoglicèrid destil·lat molecularment amb un contingut de monoèster superior o igual al 90%, el DMG té un valor HLB d'aproximadament 3,9-5,3 i posseeix una activitat interfacial moderada a la interfície de l'oli-aigua. No obstant això, la seva capacitat bàsica per estabilitzar emulsions W/O deriva del comportament de creació de xarxa-de cristalls de greix a la interfície i en la fase contínua. Durant el refredament, les molècules de DMG es sotmeten a nucleació i cristal·lització in situ a la interfície de l'oli-aigua i dins de la fase contínua, formant una estructura espacial en la qual l'estabilització de Pickering i l'estabilització de la xarxa coexisteixen sinèrgicament. Aquesta xarxa de cristalls no només impedeix la coalescència de gotes a través de barreres físiques, sinó que també imparteix un esforç de rendiment important i una recuperació tixotròpica al sistema.

Investigacions anteriors han demostrat explícitament que la barreja PGPR + DMG produeix la màxima estabilitat de l'emulsió en sistemes mixts d'oli de coco-oli de gira-sol, amb emulsions estables W/O formades a una concentració total d'emulsionant del 3%. En els sistemes d'emulsionants mixtes DAG-PGPR, la interacció sinèrgica entre la cristal·lització interfacial i l'alta activitat superficial de PGPR dóna com a resultat emulsions amb una distribució uniforme de les gotes i una excel·lent estabilitat a la congelació-. No obstant això, aquests estudis s'han centrat en gran mesura en els paràmetres de formulació estàtica i en una comprensió sistemàtica de com manca l'historial de cisalla del processament-és a dir, com les característiques del camp de flux generades per diferents equips d'emulsificació afecten la cinètica d'adsorció, el comportament de la cristal·lització i els efectes sinèrgics dels dos emulsionants{{10}.

Aquest article pretén, des d'una perspectiva unificada de la reologia de cisalla, construir una cadena causal completa: equip d'emulsificació → camp de flux de cisalla → comportament interfacial → reologia a granel → estabilitat del producte. La tesi central és que la sinergia entre PGPR i DMG no és una funció de formulació estàtica, sinó més aviat una funció de resposta de cisalla-dinàmica; l'elecció entre l'homogeneïtzació d'alta-cisalla i la mòlta col·loïdal és, en essència, la combinació i la combinació de les respectives "finestres de cisalla" dels dos emulsionants.

1 Materials

PGPR (HLB ≈ 0,4–4,0, Guangzhou Zhonghai Chemical); DMG (contingut de monoèster superior o igual al 90%, HLB ≈ 3,9–5,3, mateix proveïdor); oli de gira-sol (de grau alimentari); aigua desionitzada; sal, sacarosa, goma xantana (de grau alimentari).

Sistema de model d'amanida d'amanides 2 W/O

Fase d'oli: oli de gira-sol amb emulsionant mixt PGPR/DMG (concentració total 1%-5%, sèrie de relació PGPR:DMG de 0:10 a 10:0), dissolt sota agitació a 70 graus. Fase aquosa: aigua desionitzada + sal 1,5% + sacarosa 3% + goma xantana 0,1%, dissolta sota agitació a 60 graus. Relació de massa aigua-a-oli: 70:30 (φₒ=0.7) i 60:40 (φₒ=0.6), formant dues sèries.

3 Equips d'emulsificació i processament

L'homogeneïtzació d'alta -cisalla (HSH) va emprar un homogeneïtzador de dispersió digital d'alta-velocitat (FJ200-SH, Shanghai Huxi), amb paràmetres de processament de 8.000 a 18.000 rpm i durades d'1 a 5 min. El fresat col·loïdal (CM) va emprar un molí col·loïdal de recirculació a escala de laboratori-(JMS-50D, Langfang General Machinery), amb una bretxa estator-rotor de 100–500 μm, velocitat del rotor de 3.000–6.000 rpm i recirculació d'1–5 s. Després de l'emulsió, totes les emulsions es van refredar ràpidament a 25 graus en un bany d'aigua gelada.

4 Mètodes de caracterització

• Morfologia de gotes:Microscòpia òptica (BX53, Olympus) amb augment de ×400; distribució de la mida de les gotes (d₃,₂) determinada mitjançant el programari d'anàlisi d'imatges ImageJ.
• Caracterització reològica:Reòmetre de rotació (DHR-2, TA Instruments), geometria de plaques paral·leles de 40 mm (espai d'1 mm), 25 graus . Cisalla en estat estacionari-: 0,01–100 s⁻¹; escombrat d'amplitud: 0,01%–100% de tensió a 1 Hz; escombrat de freqüència: 0,1–100 rad/s a un 0,1% de tensió (dins de LVR); tixotropia: cicle de velocitat de cisalla de tres passos de 10⁻³→100→10⁻³ s⁻¹.
• Reologia de la dilatació interfacial:Reometria de dilatació interfacial basada en caiguda-penjant (OCA 25, DataPhysics), freqüència d'oscil·lació 5-45 mHz, amplitud 2%, temperatura 25 graus .
• Anàlisi de cristal·lització de greixos DSC:Calorimetria d'escaneig diferencial (DSC 214 Polyma, Netzsch), velocitat d'escalfament/refrigeració 5 graus/min.
• Estabilitat d'emmagatzematge:Emmagatzematge a 25 graus / 4 graus durant 30 dies amb observació visual de la separació de fases i la coalescència.

1 Comportament interfacial diferenciat de PGPR i DMG a la interfície W/O

Les mesures de reologia de dilatació interfacial van revelar les diferències essencials entre PGPR i DMG a la interfície de l'oli-aigua. El PGPR arriba ràpidament a l'equilibri d'adsorció fins i tot a concentracions molt baixes (0, 1%), amb el seu mòdul de dilatació interfacial E' que presenta una feble dependència de la freqüència en el rang de freqüència de 5 a 45 mHz, cosa que indica un caràcter elàstic de la pel·lícula interfacial. Aquesta troballa està molt d'acord amb la literatura: les cues hidròfobes d'àcid ricinoleic ramificat de PGPR confereixen un alt mòdul viscoelàstic de dilatació a la pel·lícula interfacial, cosa que li permet resistir eficaçment a la deformació interfacial causada per la coalescència de l'emulsió. Després de 15 cicles d'expansió de compressió-, el mòdul de la pel·lícula interfacial PGPR només va mostrar una atenuació menor, confirmant la seva excel·lent estabilitat interfacial-a llarg termini.

DMG va mostrar un comportament interfacial completament diferent. En condicions de mesura idèntiques, el mòdul de dilatació de la pel·lícula interfacial DMG era significativament inferior al de PGPR, amb una pronunciada dependència de la freqüència-el mòdul va augmentar ràpidament a altes freqüències i va disminuir a baixes freqüències-indicant un caràcter de pel·lícula dominat per la viscositat-. Més críticament, quan la temperatura es va reduir de 70 graus a 25 graus, el mòdul de dilatació de la pel·lícula interfacial DMG va experimentar un augment semblant a un pas-, estretament relacionat amb el seu comportament de cristal·lització interfacial in situ. L'anàlisi DSC va confirmar aquesta hipòtesi: durant el refredament, el DMG va mostrar un pic exotèrmic diferent a aproximadament 45-50 graus, corresponent a la nucleació heterogènia i la cristal·lització de monoglicèrids a la interfície d'aigua-oli.

Aquests dos comportaments interfacials diferents determinen els seus respectius patrons de resposta dins dels camps de cisalla. L'adsorció interfacial de PGPR és aprocés controlat cinèticament: les molècules poden completar ràpidament els ajustos conformacionals en arribar a la interfície i aconseguir una cobertura d'equilibri; en conseqüència, la seva dependència de la intensitat de cisalla és relativament feble. El comportament interfacial de DMG, en canvi, és aprocés termodinàmic-acoblat cinètic: les molècules primer han d'assolir una concentració de superfície crítica a la interfície, seguida d'un refredament-impulsat per la cristal·lització in situ; Per tant, l'estructura interfacial final depèn fortament de la via de la història del refredament de cisalla-.

2 Influència del tipus de camp de flux de cisalla en la distribució de la mida de les gotes

L'homogeneïtzació d'alta-cisalla (HSH) i la mòlta col·loïdal (CM) representen dos tipus fonamentalment diferents de camps de flux d'emulsificació.

HSH pertany a la categoria decamps de flux dominats per turbulència inercial-. Sota la rotació d'alta -velocitat del rotor, el fluid experimenta fluctuacions turbulentes intenses, amb el trencament de les gotes controlat principalment per l'esforç inercial turbulent (~ρ(εd)^(2/3)). Les característiques bàsiques d'aquest camp de flux són: densitat d'energia extremadament alta (10⁶–10⁸ W/m³), temps de residència molt curt (de mil·lisegons a segons) i un camp de flux dominat per cisalla i remolins turbulents.

Un molí col·loïdal, en canvi, pertany a la categoria decamps de flux compost de cisalla-extensionals. Dins de l'espai-rotor de l'estator, el fluid experimenta l'acció combinada d'intensos fluxos d'extensió i de cisalla, i el mecanisme de trencament de les gotes és considerablement més complex. En comparació amb HSH, CM presenta una densitat energètica moderada (10⁵–10⁷ W/m³) però un temps de residència substancialment més llarg (de segons a minuts), amb un component de flux extensiu important.

Taula 1 Comparació de les característiques del camp de flux: alta-homogeneïtzació de cisalla versus molí col·loide

Els resultats experimentals van demostrar que quan s'utilitzava PGPR sol com a emulsionant, l'HSH a 18.000 rpm durant 3 min va donar una distribució de gotetes amb d₃,₂ ≈ 8-12 μm, amb una morfologia de gota regular i una distribució de mida estreta. Quan es va aplicar el tractament amb CM a una entrada d'energia comparable, la mida mitjana de les gotes va augmentar fins a 15-20 μm, però la distribució de mida era més àmplia, mostrant un caràcter bimodal distint -un pic principal a 10-15 μm i un pic secundari a 25-35 μm.

La introducció de DMG va alterar fonamentalment aquesta imatge. En un sistema combinat PGPR:DMG=7:3 (concentració total 3%), la diferència de mida de la gota entre HSH i CM es va reduir significativament: d₃,₂ ≈ 10 μm per a HSH i ≈ 12 μm per a CM, reduint la proporció d'aproximadament 1,8 × (PGPR sol) a aproximadament. Més important encara, l'estabilitat d'emmagatzematge (30 dies, 25 graus) de l'emulsió produïda per CM-era notablement superior a la del producte HSH-l'índex de desestabilització del primer era només aproximadament el 40% del segon.

3 Mecanisme de resposta de cisalla-de l'estructura d'estabilització dual "PGPR Interfacial Film + DMG Crystal Network"

Per què CM demostra un avantatge relatiu tan pronunciat en el sistema combinat PGPR/DMG? La resposta rau en les respostes diferenciades dels dos emulsionants a la història de cisalla i les característiques úniques del camp de flux CM que coincideixen precisament amb les seves respectives "finestres de cisalla".

L'adsorció interfacial de PGPR és un procés cinètic ràpid. Ja sigui en la turbulència a escala de mil·lisegons-de HSH o en el flux de cisalla-extensional-de la segona -escala de CM, les molècules de PGPR poden completar ràpidament l'adsorció a les superfícies de gotes acabades de generar, formant una pel·lícula interfacial elàstica. No obstant això,la capacitat d'auto{0}}curació de la pel·lícula interfacial PGPR contra danys mecànics és limitada. En les condicions extremes de turbulència de l'HSH, les gotes naixents pateixen cicles repetits de trencament-coalescència-re-ruptura, amb la pel·lícula interfacial esquinçada i reconstruïda contínuament, el que resulta en una disminució de l'eficiència de l'emulsificació marginal.

DMG, en canvi, requereix un entorn acoblat de "refrigeració-per cisalla" fonamentalment diferent. Els requisits previs perquè la DMG exerceixi la seva funció estabilitzadora a la interfície i en la fase contínua són: (1) les molècules han de tenir el temps suficient per assolir una concentració superficial crítica a la superfície de la gota; (2) les gotes han de mantenir l'estabilitat morfològica sota una cisalla adequada per proporcionar plantilles de nucleació per a la cristal·lització interfacial; (3) la velocitat de refredament ha de ser moderada per permetre un creixement adequat del cristall sense una agregació excessiva.

Les característiques del camp de flux de l'HSH-alta densitat d'energia, temps de residència extremadament curt, turbulència forta-contradiuen pràcticament tots els requisits de DMG.En HSH, la vida útil de les gotes individuals és molt breu (de mil·lisegons a segons) i les molècules de DMG no tenen temps suficient per acumular-se a la interfície, i molt menys la nucleació interfacial completa i el creixement del cristall. La calor de fricció substancial generada per HSH requereix a més una compensació de refrigeració externa addicional, comprimint encara més la finestra de cristal·lització de DMG.

Les característiques del camp de flux de CM-densitat d'energia moderada, temps de residència més llarg, component de flux extensible important-satisfeixen tots els requisits de DMG.En el flux de buits de CM, les gotes pateixen una deformació extensiva gradual; l'augment de la superfície es produeix de manera sincrònica amb la difusió superficial de DMG, proporcionant condicions cinètiques ideals per a la cristal·lització interfacial. Sota el flux d'extensió, les gotes es trenquen mitjançant un mecanisme d'allargament-en forma de "mansera-forma" de ruptura, produint gotes filles de morfologia regular i mida uniforme, cosa que facilita la posterior construcció uniforme de la xarxa de cristalls. Més important encara, el temps de residència més llarg de CM permet a DMG una àmplia oportunitat per completar la nucleació de cristalls i el creixement inicial en la fase contínua, formant una estructura espacial en la qual l'estabilització de Pickering i l'estabilització de la xarxa coexisteixen de manera sinèrgica.

Resumim aquest mecanisme com el"Pel·lícula interfacial PGPR (pel·lícula elàstica) + xarxa de cristalls DMG (esquelet de plàstic)" model d'estabilització dual. En aquest model, PGPR proporciona el primer nivell de protecció-dotant a cada gota d'una pel·lícula interfacial elàstica que resisteix la coalescència; DMG proporciona el segon nivell de protecció-construint un esquelet plàstic de xarxes de cristalls entre gotes, dotant el sistema de capacitat anti-sedimentació i rendiment de recuperació tixotròpica. L'existència d'aquesta estructura dual ha rebut suport indirecte de la literatura: els estudis sobre sistemes emulsionants mixts DAG-PGPR han demostrat que la interacció sinèrgica entre la cristal·lització interfacial i l'alta activitat superficial de PGPR dóna com a resultat emulsions amb una distribució uniforme de gotes i una excel·lent estabilitat al congelació-; en PGPR-que contenen emulsions W/O, el greix interfacial fa que les gotes actuïn com a farcits actius, reforçant la rigidesa i la duresa del sistema.

4 Construcció del diagrama de la fase de cisallament emulsionant i criteris de selecció del procés

A partir de resultats experimentals sistemàtics, vam construir un diagrama de fase de cisalla emulsionant utilitzant la densitat d'energia (Eᵥ) i l'energia de cisalla específica (SBE) com a paràmetres duals, delimitant els límits aplicables i les relacions complementàries entre HSH i CM en aquest sistema.

Taula 2 Diagrama de fase de cisalla emulsionant per a emulsions de fase interna alta PGPR/DMG barrejades W/O

Finestra Iés adequat per a amaniments d'amanides que requereixen una gran fluïdesa i un excel·lent rendiment d'extrusió. Aquí, PGPR és l'emulsionant dominant (més o igual al 80%), amb una petita quantitat de DMG que proporciona estabilització auxiliar. L'alta densitat d'energia de HSH pot refinar adequadament les gotes, mentre que el baix contingut de DMG garanteix que els efectes tèrmics de l'HSH no pertorbin la feble xarxa de cristalls. L'emulsió resultant té una tensió de rendiment d'aproximadament 50-150 Pa i una recuperació tixotròpica d'aproximadament 80%-100%, adequada per a productes embotellats per espremer.

Finestra IIrepresenta la regió òptima de complementarietat entre HSH i CM. El concepte bàsic d'aquesta estratègia és emprar HSH per a la ruptura de gotes primàries eficient, seguit de CM per aconseguir un refinament estructural secundari-incloent l'homogeneïtzació de la mida de les gotes i la construcció direccional de la xarxa de cristalls DMG. Els experiments van confirmar que un procés en tàndem de "pre-emulsificació de HSH (18.000 rpm, 1 min) + refinament de recirculació de CM (3.000 rpm, 3 passades)" pot aconseguir simultàniament la finesa de les gotes (d₃,₂ ≈ 10–15 μm3} d'emmagatzematge a llarg termini (estabilitat 10-15 μm) 3} índex de desestabilització < 5%). Aquest procés és adequat per a amaniments d'amanides i productes per untar amb requisits exigents d'estabilitat d'emmagatzematge.

Finestra IIIés la regió on es realitza completament l'efecte de xarxa de cristalls DMG. El temps de residència més llarg i les característiques de flux d'extensió de CM proporcionen a DMG una àmplia oportunitat per construir una xarxa de cristall completa a la interfície i en la fase contínua. L'emulsió resultant pot assolir una tensió de fluència de 200-400 Pa, una recuperació tixotròpica superior al 120% i unes-característiques corporals-de plàstic pronunciades que mantenen la forma en condicions estàtiques (crestes diferents després de l'acoblament) alhora que presenta una resistència viscosa moderada durant la propagació dinàmica. Aquesta finestra és especialment adequada per a untar congelats/refrigerats i alternatives de mantega-vegetals que requereixen una gran capacitat de retenció de la-forma.

Finestra IVindica que simplement allargar el temps de CM o augmentar la velocitat del rotor no pot compensar les deficiències estructurals causades per una dosi insuficient de PGPR o condicions inadequades de cristal·lització de DMG.

5 Anàlisi quantitativa del comportament de recuperació tixotròpica i millora sinèrgica de PGPR/DMG

El comportament de recuperació tixotròpica és un indicador bàsic per avaluar la qualitat d'ús d'amaniments i pasta per untar per a amanides-el producte ha de mostrar una bona fluïdesa quan s'esprem d'una ampolla o untar-se sobre el pa, però ha de recuperar ràpidament la seva estructura sòlida- després de l'extrusió o la dispersió per evitar el col·lapse i l'exsudació d'oli.

Les emulsions que contenien només PGPR van mostrar una recuperació tixotròpica d'aproximadament un 70%–85%, amb una taxa de recuperació lenta (temps característic ~ 120–200 s). Les emulsions que contenen només DMG no podrien formar un bucle d'histèresi tixotròpic complet a causa de les gotes gruixudes i la coalescència severa (recuperació<50%). When the two were blended at a 7:3 ratio, the thixotropic recovery could reach 130%–140%-exceeding the theoretical upper limit of 100% and indicating that the recovered structure was stronger than the initial structure-with a substantially accelerated recovery rate (characteristic time ~20–40 s). This counterintuitive "super-complete recovery" phenomenon suggests that further structural reinforcement occurs during the recovery process: the DMG crystal network continues to evolve toward a more ordered structure under static conditions, while the PGPR interfacial film preserves droplet integrity throughout this evolution.

Des de la perspectiva unificada de la reologia de cisalla emulsionant, aquest article revela el mecanisme sinèrgic i les característiques de resposta de cisalla{0}}de PGPR i DMG en sistemes d'amaniment d'amanides W/O de fase interna alta, oferint les següents orientacions per a la preparació industrial:

Principis de selecció d'equips:Els productes d'alta-fluència es produeixen millor mitjançant el processament d'un sol-pas HSH; Es recomanen productes d'estabilitat mitjana--per al processament en tàndem HSH + CM; Els productes d'alta forma-es preparen de manera òptima mitjançant el processament CM-dominant de múltiples passades-.

Principis de disseny de la formulació:Les formulacions d'alta proporció de PGPR s'han de combinar amb l'alta densitat d'energia de HSH; Les formulacions de ràtio PGPR de mitjana-a-baixa s'haurien de fer coincidir amb el camp de flux de cisalla-extensional de CM; per cada augment del 10% de la proporció de DMG, es recomana allargar el temps de residència de CM en un 20% aproximadament o augmentar la recirculació de CM en una passada addicional.

Les futures direccions de recerca poden incloure: estendre la metodologia del diagrama de fases de cisalla desenvolupada en aquest estudi a altres sistemes d'emulsió alimentària W/O (p. ex., margarina, nata per muntar no-lactia); emprant tècniques in situ de dispersió de petits-angles i reflectometria de neutrons per dilucidar la cinètica de cristal·lització interfacial de DMG en condicions de refredament de cisalla-; i comparant el procés tàndem HSH + CM amb tecnologies emergents com l'emulsificació microfluídica per explorar la precisió de control màxima que es pot aconseguir en la preparació d'emulsions W/O d'alta fase interna.

L'acció sinèrgica de PGPR i DMG en sistemes d'amaniment d'amanides W/O de fase interna alta representa un mecanisme d'estabilització complementari, dinàmic i depenent de la-història-, basat en mecanismes físics fonamentalment diferents-viscoelasticitat de la pel·lícula interfacial versus construcció de xarxa de cristall. L'elecció entre una alta -homogeneïtzació de cisalla i la mòlta col·loïdal és, en essència, la concordança de les respectives "finestres de cisalla" dels dos emulsionants: HSH coincideix amb l'adsorció interfacial ràpida de PGPR, mentre que CM coincideix amb la cristal·lització de la nucleació interfacial i la construcció de la xarxa de DMG. L'ús en tàndem dels dos tipus d'equips constitueix una solució d'enginyeria que concilia l'eficiència amb la qualitat. El "diagrama de fase de cisalla emulsionant" construït en aquest estudi proporciona una base teòrica sistemàtica i una orientació pràctica per a la selecció d'equips, el disseny de processos i l'optimització de la formulació d'emulsions W/O d'alta fase interna a la indústria alimentària.